Хімічний склад морської води

З точки зору хіміка молекула води являє собою з'єднання одного атома кисню з двома атомами водню.

У повсякденному житті ми зазвичай маємо справу з прісною водою, в якій майже немає сторонніх домішок.

Та рідина, яка заповнює океан, строго кажучи, є не воду, а досить міцний розсіл.

У кожному кілограмі морської води міститься в середньому 35 грамів різних солей.

За даними академіка А. Виноградова, в водах Світового океану виявлені всі відомі хімічні елементи. Звичайно, в морській воді розчинені не власними елементи, а їх хімічні сполуки, диссоційовані на аніони і катіони.

У літрі води найбільше звичайної кухонної солі (27,2 грама). Звідси зрозуміло, чому вода в морі така солона. Хлористий магній (3,8 грама) і сірчанокислий магній (1,7 грама) надають морській воді гіркий смак. Досить багато в ній міститься сірчанокислого калію (1,3 грама) і сірчанокислого кальцію (трішки менше грама). У своїй сукупності ці солі складають 99,5 відсотка розчинених в морській воді речовин. Таким чином, на частку всіх інших елементів припадає лише 0,5 відсотка.

Незважаючи на порівняно невелику концентрацію, загальна кількість солей у водах Світового океану обчислюється воістину астрономічної величиною 4,8 × 1016 тонн, тому витяг їх для побутових і промислових потреб не впливає на склад морської води, і можна сказати, що в цьому відношенні океан невичерпний.

З давніх-давен людина шляхом випарювання отримував з морської води харчову сіль. Особливо розвинені морські соляні промисли в тропічних країнах, де сіль отримують, що відгороджують дамбами мілководні ділянки поблизу берега. Так як концентрація кухонної солі вище, ніж інших солей, вона перша випадає в осад при випаровуванні. Осіли на дні кристали витягують з так званого маточного розчину і промивають прісною водою для видалення залишків солей магнію, що додають продукту гіркий смак. Цим же методом витягують з моря різні солі для хімічної промисловості.

Зараз в море видобувається приблизно четверта частина необхідної людству кухонної солі, інші три чверті отримують з соляних копалень. У більшості випадків ця кам'яна сіль зобов'язана своїм походженням прибережним відкладенням древніх морів.

Можна з упевненістю сказати, що в, надалі видобуток кухонної солі з моря зросте, так як поклади кам'яної солі, як і будь-яких інших корисних копалин, приречені на більш-менш швидке виснаження. Використовується кухонна сіль як безпосередньо, так і для отримання з неї натрію і хлору.

Світ рідкісних насекомихУкаіни

На другому місці в списку речовин, розчинених в морській воді, стоять солі магнію. Цей метал знаходить широке застосування в легких і міцних сплавах. Він користується зростаючим попитом, в першу чергу в літакобудуванні.

Магній входить до складу цілого ряду мінералів (наприклад, доломіту), і тому його видобуток була налагоджена в гірничорудній промисловості. В даний час завдяки розвитку техніки морську воду слід вважати найкращим джерелом для отримання магнію, так як в кожному її кубічному метрі міститься 1,3 кілограма цього металу.

Перша, а потім друга світові війни змусили Англію і США шукати нові джерела для отримання магнію в зв'язку з тим, що найголовніші рудні райони знаходилися в руках ворожої Німеччини. Тоді-то і почалося промислове отримання цього цінного стратегічної сировини безпосередньо з моря.

Досягнуті успіхи дозволили настільки знизити собівартість магнію, що витягується з морської води, що в даний час він коштує значно дешевше металу, одержуваного з руд. У 1914 році на нью-йоркському ринку 1 кілограм магнію коштував 10 доларів, а в 1943 році - всього 26 центів, хоча потреба в ньому не впала, а зросла. Технологія вилучення магнію з морської води заснована на перекладі його розчинних солей в нерозчинні сполуки шляхом осадження вапном.

У 1826 році молодий французький хімік А. Баляр захопився дослідженням хімізму морської води. Набравши одного разу матковий розсіл з солеварні, А. Баляр почав пропускати через нього хлор і з подивом виявив, що рідина в колбі придбала червоно-помаранчевий колір і неприємний запах. Так був відкритий новий хімічний елемент бром (назву він отримав від грецького слова «бромос», що означає «сморід»).

Бром знаходить широке застосування в медицині (у вигляді солей як заспокійливий засіб), в фотографії (при виготовленні світлочутливих бромосеребряной матеріалів) і в нафтовій промисловості. Двубромістий етилен служить чудовим розчинником для тетраетілового свинцю, який додають в бензин, щоб знизити його детонаційні властивості (підвищити так зване «октанове число»). Хоча в морській воді брому щодо мало - 65 грамів на кубічний метр, але з інших джерел цей елемент отримати не можна, він не зустрічається ні в одному мінералі.

Морська вода містить навіть золото, правда в незначній кількості - всього 0,00001 грама на кубічний метр. Блиск цього металу завжди притягував до себе погляди різного роду авантюристів.

Ще до Другої світової війни на морське золото зазіхнула Німеччина. Німецькі хіміки підрахували, що в Світовому океані розчинено у вигляді солей близько 10 мільйонів тонн золота, причому самий його джерело знаходиться буквально під боком - в Північному, або Німецькому морі.

Хоча спроба отримати з моря золото, і закінчилася на перших порах невдало, вчені не втрачають надії підійти до вирішення цієї проблеми з іншого боку, застосувавши не хімічні, а біологічні способи.

Витягувати йод безпосередньо з моря - справа абсолютно нерентабельне, але отримувати цей галоген з висушених бурих водоростей не тільки можливо, але й дуже вигідно.

Біологи Плімутськой морської біологічної станції (Англія), вивчаючи один з видів асцидій (нижчих хордових тварин), виявили в їх тілі вкрай рідкісний елемент - ніобій. Тільки пізніше було встановлено, що сліди ніобію є і в воді Плімутського затоки.

Збираючи або штучно розводячи тварин накопичувачів, можна налагодити отримання таких речовин, які в самій морській воді містяться в незначних концентраціях.

Говорячи про хімічний склад морської води, необхідно зупинитися на з'єднаннях вуглецю, азоту і фосфору. У кожній тонні морської води міститься цих речовин зовсім небагато - 30, 17 і 0,1 грама відповідно. Однак вони відіграють дуже важливу роль, так як входять в якості обов'язкових компонентів до складу всіх клітин і тканин рослин і тварин.

Якщо морські організми зазвичай не відчувають нестачі в вуглеці, то дуже часто їх розмноження і зростання лімітуються нестачею солей азоту і фосфору.

Бурхлива весняна спалах розвитку рослинного планктону дає поживу цілого ланцюга істот від найдрібніших рачків до китів. Але ось проходить деякий час, і розмноження одноклітинних водоростей припиняється.

Ще не всі простір океану заповнене ними, ще сонце дає цілком достатньо тепла і світла, але вичерпалися запаси солей азоту і фосфору, і життя почало завмирати.

Проведені досліди показують, що варто додати в морську воду ці біогенні (тобто дають життя) солі, як фітопланктон знову починає розмножуватися.

Процентне співвідношення солей в морській воді всюди і завжди однаково. Виняток становлять тільки ці біогенні солі - вони то зникають майже повністю, входячи до складу тіла різних морських організмів, то (після їх загибелі і розкладання) знову надходять в морську воду, і на їх основі розвивається наступне покоління.

Нарешті, в море міститься ще один компонент, який був названий академіком А. Ферсманом «найважливішим мінералом на Землі, без якого немає життя». Це, звичайно, сама вода. На жаль, морська вода до самого останнього часу була майже недоступна людині. Розчинені в ній солі робили її зовсім непридатною для пиття або іншого практичного використання. Дуже часто моряки вмирали в море від спраги, хоча джерело цілющої вологи перебував буквально під ногами.

Звичайно, отримувати прісну воду з морської можна методом випарювання, але такі установки вкрай громіздкі і вимагають великої кількості палива. Вигідніше і простіше було запасати її і возити з собою. Однак в середині XX століття становище змінилося.

Різке збільшення споживання прісної води розвивається промисловістю і зростаючим населенням призвело до скорочення її запасів, і погляди людей звернулися до океану з його великими водними ресурсами.

Тепер майже на кожному великому судні встановлені потужні опріснювачі, дія яких заснована на принципі виморожування. Кожному, звичайно, доводилося бачити крижану «шубу» в своєму домашньому холодильнику. Приблизно так само отримують прісну воду в суднових і промислових установках.

На морських узбережжях, де немає своїх джерел прісної води, її також витягають з океану. Такою водою користуються, наприклад, жителі острова Кюрасао знаходиться в Карибському морі. Ця ж вода йде тут і на промислові підприємства, нею ж постачають заходять кораблі, які не мають своїх опріснювачів.

Унікальна атомна установка з опріснення морської води працює і у нас на Мангишлак. Можна не сумніватися, що в майбутньому основним джерелом прісної води будуть не річки і озера, а океан.